Регулировка давления конденсации

Давление конденсации зависит от температуры забортной воды и ее расхода, которая при эксплуатации судна меняется в широких пределах—от 0 до 34C,

В связи с тем, что расход этой воды на конденсаторы судовой холодильной установки почти неизменный, создаются исключительно неблагоприятные условия для эксплуатации. В конденсаторах давление меняется от 9 до 3 кг/см², что приводит к серьезным нарушениям всего цикла работы компрессора. Следует, к сожалению, отметить, что на морских судах нет работоспособного регулятора давления в конденсаторе, и создание такого регулятора является острейшей проблемой.

Водорегулирующие вентили (ВРВ) на судовых установках, как правило, отсутствуют, а там, где их и устанавливают, они не работают, так как клапанные седла у них исключительно быстро разрушаются. Пока нет надежных ВРВ для морских холодильных установок, механикам можно рекомендовать делать на конденсаторах обводы из труб, сечением меньше основных, и с клапанами, которые дают возможность переводить охлаждение с одного сечения труб на другое, то есть изменять расход воды на конденсатор.

Решение практических задач эксплуатации судовых холодильных установок при помощи тепловых диаграмм

Работа судовой холодильной установки обусловлена свойствами применяемых холодильных агентов, из которых наиболее распространены фреон 12 и фреон 22. Их тепловые диаграммы позволяют решать ряд эксплуатационных задач.

Рассмотрим на конкретных примерах применение тепловых диаграмм этих холодоагентов. (Тепловые диаграммы с решением примеров приведены на рис. 8 и 9).

Задача № 1: проверка холодильного агента перед. зарядкой системы. Такая необходимость проверки вызвана тем, что фреон 12 и фреон 22 могут содержать примеси других легкокипящих жидкостей, особенно фреонов других марок. На практике это приводит обычно к повышению давления на всасывании даже при обильной (сверх нормы) зарядке системы агентом. В результате, температура кипения агента повышается, в испарителе появляется обилие паров, из-за чего никакая регулировка установки не дает положительных результатов.

Установка работает непрерывно. Поэтому перед зарядкой или дозарядкой системы холодильным агентом необходимо замерить температуру помещения, в котором баллон с агентом хранится длительное время, а контрольным манометром замерить давление агента в баллоне.

Если в баллоне имеется жидкая и газовая фазы агента, то данной температуре соответствует строго определенное давление. Входа в тепловую диаграмму агента, по известной температуре определяем давление, которое должно быть в баллоне. Так как наличие примесей дает существенное отклонение, то по весу можно оценить пригодность агента для зарядки системы. При различии давлений по манометру и тепловой, диаграмме более 0,5 кг/см² агент не. следует применять, для зарядки системы. Допустим, что температура хранения фреона 12 — +.25°С, давление в баллоне—6 кг/см². По тепловой диаграмме t—5 (см. приложение) давление. ф 12 при температуре 25°С равно 6,5 ата, или 5,5 кг/см². Следовательно, фреон не пригоден для зарядки. (Давление в баллоне не зависит от количества жидкого агента. Только при полном отсутствии жидкой фазы давление в баллоне будет существенно ниже давления, определенного по диаграмме).

Для фреона 22 температура хранения баллона равна +25°С, давление в баллоне — 11,2 кг/см.². По диаграмме \'gP—i давление Ф22 при температуре +25°С равно 12 ата или 11 кг/см². Следовательно, агент пригоден для зарядки системы, (Необходимо помнить, что манометр дает давление в кг/см², а тепловые диаграммы — в ата).

Задача №2: оценка наличия воздуха и неконденсируемых газов в системе. Такая оценка производится в два этапа.

Первый этап—предварительная оценка по косвенным показателям, к которым относится: а) повышение давления на линии нагнетания выше обычной для заданной температуры забортной воды; б) вибрация стрелок манометра.

Второй этап — точная оценка. При наличии косвенных показателей следует остановить компрессор, продолжая охлаждать забортной водой конденсатор. Перед остановкой компрессора весь холодильный агент собирают в конденсаторе. При достижении одинаковой температуры охлаждающей воды на выходе и входе в конденсатор температура агента и охлаждающей воды тоже равна. Основываясь на этом, входим в тепловую диаграмму и определяем давление в системе при отсутствии воздуха и неконденсируемьгх газов. Аналогично задаче № 1, это давление сравниваем с тем, что на линии нагнетания (или в конденсаторе при наличии на нем манометра), для чего открываем нагнетательный клапан у компрессора. Если в системе имеются воздух и неконденсируемые газы, давление на линии нагнетания будет выше давления, определенного по диаграмме {по температуре охлаждающей воды).

Избыток давления должен быть стравлен из верхней части конденсатора через специальный клапан, а при отсутствии последнего—через штуцер крепления реле высокого давления (моно контроллера). Стравливая давление, необходимо сладить за манометром. При превышении его в системе под давлением по тепловой диаграмме на 0,2—0,3 кг/см² стравливание прекращают. (Следует учитывать, что манометр показывает на 1 кг/см² меньше давления, полученного по диаграмме).

Задача .№3: показания для вскрытия и очистки конденсатора.

Степень загрязнения поверхности конденсатора определяется по изменению тепло перепада. При чистой его поверхности разница между температурами охлаждающей воды и конденсации агента составляет 5 — 8°С.

Нанесем на тепловую диаграмму линию конденсации, которая идет параллельно оси абсцисс в области Насыщения. Например, для температуры охлаждающей (забортной) воды 20°С линия конденсации должна проходить не выше линии 28°С, что обуславливает давление на, линии нагнетания для фреона 12—7,2 ата (6,2 кг/см²), а для фреона 22—12,5 ата (11,5 кг/см²). Повышение давления выше указанной величины (при отсутствии в системе воздуха и неконденсируемых газов) при заданной температуре охлаждающей воды говорит о загрязнении конденсатора или срывах в подаче охлаждающей его воды. Повышение давления на 0,6—0,8 кг/см² является показателем для вскрытия и очистки конденсатора.

Задача №4: показания для. .вскрытия компрессора и замены клапанов.

Наиболее уязвимым местом поршневых компрессоров являются автоматические клапаны. Чаще всего они выходят из строя при работе компрессора по влажному циклу, когда капельки жидкого холодильного агента попадают на линии всасывания в цилиндры компрессора, что приводит к местным переохлаждениям, деформации и появлению трещин. При повреждении клапанов уменьшается холодопроизводительность установки и возрастает температура на линии нагнетания.

Оценку состояния автоматических клапанов производят так: на тепловой диаграмме находят точку конца сжатия и сравнивают ее с действительной температурой на линии нагнетания. Для этого выполняют следующие построения на диаграмме (пример для фреона 12):

а) по давлению на всасывании наносят на диаграмму линию испарения агента в испарителе. Например, давление на всасывании 0,8 кг/см² (1,8 ата) дает линию испарения — 25°С;

б) по термометру на линии всасывания определяют точку перегрева агента, которая лежит на пересечении изотермы и изобары. (При температуре на всасывании компрессора—5°С точка перегрева 1 показана на диаграммах в приложении);

в) из точки 1 проводим адиабату параллельно оси ординат;

г) по температуре охлаждающей воды наносим линию конденсации. Например, при температуре воды +27°'С, температура, конденсации будет около +35 С в соответствии с формулой:

tк=t охл+ Δt k; Δt k= 5 – 8 °С;

д) по температуре конденсация проводим изобару линии перегрева до пересечения с адиабатой и получаем точку 2. Последняя точка обуславливает температуру конца сжатия (в нашем примере +56°С). Если на линии сжатия температура превышает полученную по диаграмме на 30—40С, необходимо вскрыть цилиндры компрессора и заменить поврежденные автоматические клапаны. (Аналогичные построения для фреона 22 дают температуру точки 2 около 100С).